KR20170080563A - 버스트 초고속 레이저 펄스에 의한 필라멘테이션을 사용하는 투명 재료 내의 비-절제식, 광음향 압축 가공을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

버스트 초고속 레이저 펄스에 의한 필라멘테이션을 사용하는 투명 재료 내의 비-절제식, 광음향 압축 가공을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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압바스 호세이니 에스.
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로핀-시나르 테크놀로지스 인코포레이티드
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Abstract

세로 빔 축을 따라 분포식 방법으로 입사 레이저 광 빔의 초점을 맞추는 광학 구성을 사용하는 레이저 필라멘테이션에 의해 재료들 내의 오리피스의 처리를 위한 장치, 시스템 및 방법이 제공된다. 이러한 분포식 초점화 방법은 거리들을 넘어 필라멘트들의 형성을 가능하게 하고, 레이저 및 초점화 파라미터들은 단일/이중 단부 정지 오리피스, 또는 관통 오리피스를 개발하기 위하여 필라멘트 전파 및 종료 지점들을 결정하도록 조정된다. 적층 또는 중첩 구성으로부터 선택된 투명 기판들은 인접한 기판에 영향을 주지 않고 그 안에/그것을 통하여 형성된 오리피스들을 가질 수 있다. 이러한 분포식 초점화 방법들은 붕규산 유리 및 유사한 잘 부러지는 재료들과 반도체들에서 10 밀리미터를 훨씬 넘는 길이들을 갖는 필라멘트들의 형성을 제공한다.

Description

버스트 초고속 레이저 펄스에 의한 필라멘테이션을 사용하는 투명 재료 내의 비-절제식, 광음향 압축 가공을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR NON-ABLATIVE, PHOTOACCOUSTIC COMPRESSION MACHINING IN TRANSPARENT MATERIALS USING FILAMENTATION BY BURST ULTRAFAST LASER PULSES}
본 발명은 오리피스 및 주변 재료의 구조적 특징이 종래 기술에서 알려진 한계를 뛰어 넘도록 하기 위하여 어떠한 깊이에서, 또는 주로 유리, 사파이어(sapphire), 실리콘과 같은 투명 재료들이나 이에 한정되지 않는, 웨이퍼(wafer)들, 플레이트들, 또는 기판들의 세트 중 어느 하나에서 정지(stopped) 또는 관통 오리피스(through orifice)들을 드릴링하기 위한 비-절제식(non-ablative) 방법과 장치에 관한 것이다.
유리 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)로 만들어지는 것과 같은 투명 기판 내에 다수의 구멍을 드릴링하기 위한 엄청난 수요가 존재한다. 드릴링된 기판의 한 가지 적용은 공기 모니터링, 입자 모니터링, 세포학, 주화성(chemotaxis), 생물검정(bioassay) 등을 위한 필터로서 이용하기 위한 것이다. 이것들은 통상적으로 서로 동일하게 남아 있고 대량으로 생산될 때 안정을 유지하는 표면적에 대한 구멍 비율을 갖는, 수백 나노미터 내지 수십 마이크로미터 직경의 오리피스들을 필요로 한다.
현재, 종래 기술의 재료 가공 시스템들은 다이아몬드 드릴링, 또는 박리 기공; 복합 레이저 가열과 냉각; 및 고속 레이저 스크라이빙(laser scribing)과 같은 레이저 노출 기술들에 의해 유리와 같은 기판들 내에 오리피스들을 생산한다. 모든 종래 기술 시스템은 낮은 출력량(throughout times)을 가지며, 새로운 많은 신형 기판 재료들과 함께 잘 작동되지 않으며, 다중 레벨 기판 스택(stack)들의 불투명성의 문제점을 가지며, 근접한 오리피스 간격을 획득할 수 없으며, 재료 내의 균열을 전파하거나 또는 아래에 상세히 설명될 것과 같이 오리피스 면들과 개시 지점을 둘러싸는 표면 상에 수용 불가능한 표면 거칠기를 남긴다.
현재의 제조에 있어서, 싱귤레이션(singulation), 오리피스들을 발생시키기 위한 웨이퍼 또는 유리 패널의 처리는 일반적으로 다이아몬드 절삭 외형가공(diamond cutting routing) 또는 드릴링에 의존한다.
레이저 절제 가공(laser ablative machining)은 싱귤레이션, 다이싱(dicing), 스크라이빙, 클리빙(cleaving), 절삭, 및 측면 처리(facet treatment) 를 위한 활발한 개발 영역이나, 특히 투명 재료들에 있어서, 느린 처리 속도, 균열의 발생, 절재 잔해에 의한 오염, 및 중간 크기의 커프 폭(kerf width)과 같은 단점들을 갖는다. 또한, 레이저 상호작용 동안의 열 전달이 상당한 영역의 부수적 열 손상(즉, 열 영향 구역)에 이르게 할 수 있다. 레이저 절제 공정들은 매체(예를 들면, 원자외선 엑시머(excimer) 레이저들 또는 원적외선 이산화탄소 레이저)에 의해 강력하게 흡수되는 파장을 갖는 레이저들을 선택함으로써 급격하게 향상될 수 있으나, 위의 단점들은 이러한 물리적 절제 공정에 내재하는 강력한 상호작용 때문에 제거될 수 없다.
대안으로서, 레이저 절제는 또한 레이저 펄스의 기간을 감소시킴으로써 투명 매체의 표면에서 향상될 수 있다. 이는 처리 매체 내부가 투명한 레이저를 위하여 특히 바람직하다. 투명 재료 상에 또는 내부에 초점이 맞춰질 때, 높은 레이저 강도는 초점 볼륨에 의해 정의되는 것과 같이 재료의 작은 부피 내로 적절한 레이저 에너지를 정확하게 증착시키도록 제어될 수 있는 동역학적 불투명성을 제공하기 위하여 비선형 흡수 효과를 유도한다. 단기간의 펄스는 플라스마 반사 및 그러한 레이저 펄스들의 더 짧은 기간 동안에 열 확산의 작은 컴포넌트와 다른 열 전달 효과를 통한 부수적 손상과 같은 장기간 레이저 펄스보다 일부 또 다른 장점들을 제공한다. 따라서 펨토초(femtosecond) 및 피코초 레이저 절제는 두 불투명 및 투명 재료들을 가공하는데 상당한 이익을 제공한다. 그러나, 10 내지 100 펨토초만큼 짧은 펄스들로의 투명 재료들의 가공은 또한 특히 알루미나 유리들, 도핑된 유전체들 및 광학 결정체들과 같은 깨지기 쉬운 재료들에 문제가 되는 레이저 형성 오리피스들 또는 트렌치(trench)의 부근에 거친 표면들 및 미소균열과 관련된다. 또한, 절제 잔해는 인근의 샘플과 주변 표면들을 오염시킬 것이다.
오리피스들을 위한 유리 및 관련 재료들의 절삭 또는 스크라이빙의 무-커프 방법은 예를 들면, 이산화탄소 레이저 및 워터 제트(water jet)를 갖는 레이저 가열 및 냉각의 조합에 의존한다. 아주 근접한 가열 및 냉각의 적절한 조건들 하에서, 재료 내로 깊이 균열들을 유도하고, 표면을 가로질러 레이저 냉각원들을 간단히 스캐닝함으로써 유연한 곡선 경로들로 전파될 수 있는 높은 인장 응력이 발생된다. 이러한 방법으로, 열 응력이 유도된 스크라이빙은 기계적 스크라이브 또는 다이아몬드 톱의 단점들 없이, 그리고 잔해를 발생시키는 레이저 절제의 어떠한 성분 없이 재료의 깨끗한 분리를 제공한다. 그러나, 이 방법은 기계적 또는 레이저 수단이 균열 형성을 개시하도록 하는 응력이 유도되는 균열 형성에 의존한다. 단시간 레이저 펄스들은 일반적으로 투명 재료들 내부로 효율적으로 전파하고 국부적으로 렌즈의 초점 위치에서 비선형 흡수 과정들에 의한 벌크(bulk) 내부의 변형을 유도할 수 있는 이득을 제공한다. 그러나, 투명 광학 매체 내의 초고속 레이저 펄스들(＞5 MW 피크 전력)의 전파는 군 속도 분산(group velocity dispersion, GVD), 선형 회절, 자체 위상 변조(self phase modulation, SPM), 자동 초점, 원자가 대역(valence band)으로부터 전도 대역으로의 다광자/터널 이온화(MPI/TI), 플라스마 초점이탈(plasma defocusing), 및 자체 가파름(self-steepening)과 같은 선형과 비선형 효과들의 조합 작용을 통한 레이저 펄스의 시간적 및 공간적 프로파일의 재형성(reshaping)에 의해 복잡해진다. 이러한 효과들은 레이저 파라미터들, 재료 비선형 특성들, 및 재료 내로의 초점 상태에 의존하는 다양한 정도로 유발한다.
평면 패널 디스플레이(FPD) 유리들을 위한 다른 고속 스크라이빙 기술들이 존재한다. 유리 손상 임계값을 초과하고 재료의 광학적 파괴에 의한 보이드(void)를 발생시키기 위하여 주파수 배가(doubled) 780 ㎚, 300 fs, 100 ㎕ 출력의 100-㎑ 티타늄:사파이어 처핑된(chirped)-펄스-증폭 레이저가 유리 기판의 후면 표면 내로 초점이 맞춰졌다. 보이드들은 레이저의 높은 반복률 때문에 배면(back surface)에 도달한다. 연결된 보이드들은 내부 응력과 손상뿐만 아니라 레이저 스크라이브 라인(scribe line)을 따른 방향으로 기계적 응력 또는 역 충격에 의해 다이싱을 용이하게 하는 표면 절제를 생성시켰다. 이러한 방법은 잠재적으로 300 ㎜/s의 빠른 스크라이브 속도를 제공하나, 내부에 형성되는 보이드들이 표면에 도달함에 따라 한정된 커프 폭, 표면 손상, 측면 거칠기, 및 절제 잔해가 존재한다.
비록 레이저 가공이 위에 설명된 것과 같이 다이아몬드 절삭과 관련된 많은 한계들을 극복하는데 성공적이었으나, 새로운 재료 성분들은 레이저 스크라이빙될 수 없는 웨이퍼들과 패널들을 제공하였다.
그 이후로, 현존하는 종래 기술 시스템들의 단점을 방지하는, 상단 또는 바닥 표면으로부터 나오는 투명 재료들 내의 관통 또는 정지 오리피스를 드릴링하기 위한 빠르고 경제적인 시스템이 재료 가공 산업에 오랫동안 느꼈던 필요를 실현할 수 있다. 이러한 신규 발명은 앞서 언급된 문제점들을 극복하고 이를 달성하기 위한 독특하고 새로운 구성에서의 알려진 새로운 기술을 이용하고 결합한다.
뒤에 상세히 설명될 본 발명의 일반적인 목적은 복수의 서로 다른 초점을 생성하는 분포식 초점 렌즈 어셈블리와 함께 레이저 파라미터들의 특정 조정들을 갖는 초고속 레이저 펄스들의 버스트(burst)에 의한 필라멘테이션(filamentation)을 사용함으로써, 투명 기판들, 일반적으로 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 재료들 혹은 유리 또는 사파이어와 같은 재료들 내의 오리피스들을 생산하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이며, 주 초점 웨이스트(principal focal waist)는 재료의 적층된 어레이의 어떠한 부재 또는 각각의 부재 내에 오리피스를 발생시키는 재료 내에 필라멘트를 생성하기 위하여 표적의 표면 내에 또는 표면 상에 남아 있으며, 오리피스는 원하는 웨이퍼, 플레이트 또는 기판 내의 개시 지점 및 종료 지점에서 지정된 깊이 및 폭을 갖는다. 본 발명은 주로 오리피스들의 드릴링에 초점을 맞추나 여기에 설명되는 시스템과 방법은 표적들을 드릴링, 다이싱, 절삭 및 스크라이빙하는 가공 공정들에 동일하게 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
오리피스 및 주변 재료의 구조적 특징들이 종래 기술에서 알려진 한계를 뛰어 넘도록 하기 위하여 어떠한 깊이에서, 또는 주로 투명 재료들이나 이에 한정되지 않는, 웨이퍼들, 플레이트들, 또는 기판들의 세트 중 어느 하나에서 시작하는 정지 또는 관통 오리피스들을 드릴링하기 위한 장치와 방법이 개시된다. 더 구체적으로, 초고속 레이저 펄스들의 버스트의 간섭을 사용하는 신규 방법에 의한 재료들의 적층된 어레이 중 어느 하나 또는 각각의 부재 내의 다중 오리피스 형성의 장치와 방법에서, 레이저 광 및 초점화 파라미터들은 원하는 개시 지점과 종료 지점에서 지정된 깊이와 폭의 오리피스를 생성할 수 있는 재료 내부에 필라멘트를 생성하도록 조정되었다.
실리콘 웨이퍼들, 유리 또는 사파이어와 같은 투명 재료 내에 그리고 투명 재료를 통하여 나노미터 내지 마이크로미터 단위 오리피스들을 생성하기 위한 신규의 독특한 기술이 개시된다. 이는 지금까지 언급된 많은 장점들 및 단독으로 또는 그것들의 조합으로, 종래 기술에 의해 예상되거나, 제공되거나, 제안되거나 또는 심지어 설명되지 않은 재료들 내에 비-절제식으로 드릴링된 오리피스들의 신규 생산 방법을 야기하는 많은 새로운 특징들을 갖는다. 특히, 이는 종래 기술을 넘어 다음의 엄청난 발전을 제공한다: 더 매끈한 면들, 최소 미소균열 전파, 더 긴/깊은 오리피스 생성, 끝이 가늘고 길지 않은 오리피스들, 비선형 흡수, 일정한 내부 직경을 갖는 오리피스, 최소화된 입구 왜곡 및 감소된 부수적 손상.
본 발명의 주제는 특히 본 명세서의 결론 부분에서 언급되며 확실하게 주장된다. 그러나, 그것들의 또 다른 장점과 목적들과 함께, 작동 구성과 방법 모두는 동일한 참조 특징들은 동일한 소자들을 언급하는 첨부된 도면들과 함께 다음의 구체적인 내용에서 더 잘 이해될 수 있다. 본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 양상들이 아래에 더 상세히 논의된다.
도 1은 주 초점이 투명 기판의 상단 표면에서 발생하는 종래 기술의 레이저 절제 드릴링 어레인지먼트의 다이어그램 표현이다.
도 2는 도 1의 드릴링 어레인지먼트에 의해 형성되는 오리피스의 사시도이다.
도 3은 주 초점이 투명 기판의 상단 표면 아래에 발생하는 종래 기술의 레이저 잘제 드릴링 어레인지먼트의 측면도이다.
도 4는 도 3의 드릴링 어레인지먼트에 의해 형성되는 오리피스의 사시도이다.
도 5는 일차 초점이 투명 기판의 상단 표면에서 발생하는 도 1의 레이저 어레인지먼트와 같이 절제하기 쉽게 드릴링된 오리피스의 측면도이다.
도 6은 일차 초점이 투명 기판의 상단 표면 위에 발생하는 본 발명의 레이저 드릴링 어레인지먼트의 다이어그램 표현이다.
도 7은 본 발명의 레이저 드릴링 어레인지먼트에 의해 형성된 투명 기판 내의 오리피스 스크라이브의 사시도이다.
도 8은 도 6의 레이저 어레인지먼트에 의해 드릴링된 두 오리피스의 측면도이다.
도 9는 종래 기술의 절제 레이저 드릴링 어레인지먼트의 다이어그램 표현이다.
도 10은 본 발명의 다이어그램 표현이다.
도 11은 분포식 초점 렌즈 어레인지먼트를 이용하는 본 발명의 다이어그램 표현이다.
도 12는 분포식 초점 렌즈 어레인지먼트를 이용하는 본 발명의 다이어그램 표현이다.
도 13은 주 초점이 표적 위에 존재하는 분포식 초점 렌즈 어레인지 및 초점 웨이스트의 분포를 이용하는 본 발명의 다이어그램 표현이다.
도 14는 주 초점이 표적 위에 존재하는 분포식 초점 렌즈 어레인지 및 초점 웨이스트의 분포를 이용하는 본 발명의 다이어그램 표현이다.
도 15는 오리피스가 드릴링된 도 13의 본 발명의 다이어그램 표현이다.
도 16은 주 초점이 다중 표적 아래에 존재하는 분포식 초점 렌즈 어레인지먼트 및 초점 웨이스트의 분포의 다이어그램 표현이다.
도 17-19는 레이저 에너지 분포의 세 가지 다양한 구성을 도시한다.
뒤따르는 상세한 설명이 더 잘 이해되고 종래 기술에 대한 본 발명의 기여가 더 잘 인식되도록 하기 위하여 본 발명의 더 많은 중요한 특징들이 설명될 것이다. 물론, 이후에 설명되고 첨부된 청구항들의 주제를 형성할 본 발명의 부가적인 특징들도 존재한다.
본 발명의 다양한 실시 예들과 양상들이 아래에 설명되는 상세 내용을 참조하여 설명될 것이다. 다음의 설명과 도면들은 본 발명의 설명을 위한 것이며 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 본 발명의 다양한 실시 예들의 철저한 이해를 제공하기 위하여 다양한 특정 상세 내용들이 설명된다. 그러나, 특정 경우에 있어서, 본 발명의 실시 예들의 간결한 논의를 제공하기 위하여 잘 알려지거나 또는 종래의 내용들은 설명되지 않는다.
이러한 양상에서, 본 발명의 적어도 하나의 실시 예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 구성의 상세 내용 및 다음의 설명 또는 도면들에서 제시하는 부품들의 어레인지먼트들에 대한 그것의 적용에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 다양한 방법으로 다른 실시 예들을 실행하고 수행할 수 있다. 또한, 여기에 사용되는 어법과 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 이를 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 이해하여야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 통상의 지식을 가진 자들에 통상적으로 사용되는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 의도된다. 달리 표시되지 않는 한, 문맥을 통하여, 여기에 설명되는 것과 같이, 다음의 용어들은 다음의 의미를 갖는 것으로 의도된다:
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 절제 드릴링(ablative drilling)은 레이저 빔으로 조사함으로써(일반적으로 재료의 제거에 의한 기판의 절삭 또는 드릴링에 의해) 표적 표면을 가공하는 방법을 언급한다. 낮은 레이저 유동에서, 재료는 흡수된 레이저 에너지에 의해 가열되고 증발하거나 또는 승화한다. 높은 레이저 유동에서, 재료는 일반적으로 플라스마로 전환된다. 일반적으로, 레이저 절제는 펄스된 레이저로의 재료의 제거를 언급하나, 만일 레이저 강도가 충분히 높으면 지속파 레이저 빔으로 재료를 절제하는 것이 가능하다. 절제 드릴링 또는 절삭 기술들은 잔해 영역의 생성, 재료 제거 공정 동안에 일부 지점에서의 액체/용융 상(phase)의 존재, 및 특징부의 입구 및/또는 출구에서 분출 언덕(ejecta mound)의 생성을 특징으로 한다.
여기서 사용되는, 용어 "광음향 드릴링(photoacoustic drilling)"은 절제 드릴링 또는 절삭 기술들에서 사용되는 것보다 낮은 펄스 에너지 광 빔으로 조사함으로써 일반적으로 기판의 절삭 또는 드릴링에 의해 기판으로부터 표적을 가공하는 방법을 언급한다. 광학 흡수 뒤에 열탄성 팽창을 통하여, 광대역 음향 파들이 조사된 재료 내에 발생되어서 빔 전파 축(오리피스 축과 공통임) 주위로 압축된 재료의 경로를 형성하며 이는 매끈한 벽의 오리피스, 최소화되거나 제거된 분출 및 재료 내의 최소화된 미소균열 형성을 특징으로 한다.
여기서 사용되는 것과 같이 용어 "광학 효율"은 초점 소자 또는 어셈블리의 확실한 초점에서의 총 입사된 플루엔스(fluence)에 대한 주 초점 웨이스트에서의 v플루엔스의 비율을 언급한다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "투명한"은 입사된 광학 빔에 대하여 적어도 부분적으로 투명한 재료를 의미한다. 더 구체적으로, 투명한 기판은 여기에 설명되는 실시 예들에 따른 입사 빔에 의해 내부 필라멘트 변형 어레이의 발생을 제공하는데 충분히 큰 흡수 깊이를 특징으로 한다. 달리 설명되지 않는 한, 재료는 입사 빔의 적어도 일부가 선형 흡수 체제 내에 전달되는 것과 같은 흡수 스펙트럼과 두께를 갖는다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "필라멘트 변형 구역(filament modified zone)"은 광학 빔 경로에 의해 정의되는 압축의 영역을 특징으로 하는 기판 내의 필라멘트 영역을 언급한다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "버스트(burst)", "버스트 방식", 또는 "버스트 펄스"는 실질적으로 레이저의 반복 기간보다 적은 상대적 시간 간격을 갖는 레이저 펄스들의 수집을 언급한다. 버스트 내의 펄스들 사이의 시간 간격은 일정하거나 또는 가변적이며 버스트 내의 펄스들의 진폭은 예를 들면, 표적 재료 내의 최적화되거나 미리 결정된 필라멘트 변형 구역들을 생성하는 목적을 위하여 가변적일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 일부 실시 예들에서, 펄스들의 버스트는 버스트를 만드는 펄스들의 강도 또는 에너지의 변형으로 형성될 수 있다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "기하학적 초점"은 광학에 통상적인 간단한 렌즈 방정식에 따라 위치되는 빔 웨이스트로, 광이 렌즈의 곡률(curvature)을 기초로 하여 이를 따라 이동하는 정상적인 광학 경로를 언급한다. 이는 렌즈들의 위치와 서로에 대한 관련성에 의해 생성되는 광학 초점 및 실제로 대략 15 ㎜까지의 준-레일리(quasi-Rayleigh) 길이를 제공하는 표적 재료 내의 열 왜곡에 의해 생성되는 구성 이벤트들 사이를 구별하는데 사용되며, 이는 특히 드물며 본 발명의 본질과 관련된다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "기판"은 유리 또는 반도체를 의미하며 투명 세라믹, 중합체, 투명 전도체, 와이드 밴드갭(wide bandgap) 유리, 수정, 석영, 다이아몬드, 사파이어, 희토(rare earth) 제형, 디스플레이용 금속 산화물 및 코팅들을 갖거나 또는 갖지 않는 도정(polished) 또는 비도정 상태의 비정질 산화물들로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있으며, 플레이트들과 웨이퍼들과 같으나 이에 한정되지 않는 그것들의 기하학적 구성들 중 어느 하나를 포함하는 것으로 여겨진다. 기판은 두 개 또는 그 이상의 층을 포함할 수 있으며 초점이 맞춰진 레이저 빔의 빔 초점의 위치는 두 개 또는 그 이상의 층 중 적어도 하나 내에 필라멘트 어레이들을 발생시키도록 선택된다. 다층 기판은 액정 디스플레이(LCD), 평면 패널 디스플레이, 및 유기 발광 디스플레이(OLED)와 같은, 다층 평면 패널 디스플레이 유리를 포함할 수 있다. 기판은 또한 오토글라스(autoglass), 튜빙(tubing), 창, 바이오칩, 광학 센서, 평면 광파 회로, 공예 유리, 실리콘, 111-Ⅴ 반도체, 미소전위 칩, 메모리 칩, 센서 칩, 전자 광학 렌즈, 평면 디스플레이, 강한 보호 재료를 필요로 하는 포켓용 컴퓨팅 장치, 발광 다이오드, 레이저 다이오드, 및 빅셀(VCSEL)로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 표적들 또는 표적 재료들은 일반적으로 기판들로부터 선택된다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "주 초점 웨이스트"는 최종 초점화 후에(표적 상의 광 입사 전에 최종 광학 소자 어셈블리를 통과한 후에) 빔의 가장 단단히 초점이 맞춰지고 가장 강력한 초점 강도를 언급한다. 이는 또한 용어 "주 초점"과 호환하여 사용될 수 있다. 용어 "이차 초점 웨이스트"는 주 초점 웨이스트보다 덜한 강도를 갖는 분포식 빔 내의 나머지 초점들 중 어느 하나를 언급한다. 이는 또한 용어 "이차 초점" 또는 "이차 초점들"과 호환하여 사용될 수 있다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "필라멘트"는 커 효과(Kerr effect)가 관찰되거나 측정될 수 있는, 매체를 통하여 이동하는 어떠한 광 빔을 언급한다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "레이저 필라멘테이션(laser filamentation)"은 레이저의 사용을 통하여 재료 내에 필라멘트들을 생성하는 작용을 언급한다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "희생 층(sacrificial layer)"은 표적 재료에 제거 가능하게 적용될 수 있는 재료를 의미한다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "가공" 또는 "변형"은 오리피스들의 드릴링, 절삭, 표적 또는 기판의 표면 또는 볼륨의 스크라이빙 또는 다이싱의 공정을 포함한다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "초점 분포"는 그것의 어그리게이트(aggregate)가 정 렌즈(positive lens)인 렌즈 어셈블리를 통과하는 입사 광선들의 시공간적 분포를 언급한다. 일반적으로, 여기서 초점 렌즈의 중심으로부터의 거리로부터의 함수로서 유용한 강도의 후속 집합 점이 논의된다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "임계(critical) 에너지 레벨", "한계(threshold) 에너지 레벨" 및 "최소 에너지 레벨"은 모두 절제 가공, 광음향 가공, 및 커 효과와 같으나 이에 한정되지 않는 표적 재료 내의 일시적 공정의 발생을 개시하기 위하여 표적 내로 또는 표적 상으로 들어가야만 하는 에너지의 최소량을 언급한다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "수차 렌즈(aberrative lens)"는 완벽한 렌즈가 아닌 초점 렌즈를 언급하며, x 면의 렌즈의 곡률은 렌즈를 통과하는 입사 광을 갖는 분포된 렌즈 패턴을 생성하기 위하여 y 면의 렌즈 곡률과 동일하지 않다. 정 절제 렌즈는 초점에 모여드는 볼록 렌즈이고 부 절제 렌즈는 초점에 갈라지는 오목 렌즈이다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어들 "포함하다(comprise)" 및 "포함하는"은 포함되고 개방 확장형이며 독점적이지 않는 것으로 해석된다. 구체적으로, 명세서와 청구항들에서 사용될 때, 용어들 "포함하다" 및 "포함하는" 및 그것들의 변형들은 명시된 특징들, 단계들 또는 부품들이 포함되는 것을 의미한다. 이러한 용어들은 다른 특징들, 단계들 또는 부품들의 존재를 배제하지 것으로 해석되지 않는다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "바람직한"은 "일례, 경우, 또는 도해로서 역할을 하는" 것을 의미하며 여기에 개시되는 다른 구성에 걸쳐 바람직하거나 선호하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
여기서 사용되는 것과 같이, 용어들 "약(about)" 및 "대략(approximately)"은 특성, 파라미터, 및 면적의 변이와 같은, 값들의 범위의 상한과 하한에 존재할 수 있는 변이를 포함하는 것으로 의미된다. 비-제한적 예에서, 용어들 "약" 및 "대략"은 ±10% 또는 그 이하를 의미한다.
본 발명의 주 목적은 초고속 레이저 펄스들의 버스트(들)에 의한 필라멘테이션에 의해 단일의 다중 적층된 표적 재료 아래 또는 위에 개시될 수 있는 표적 재료 내의 오리피스들(정지/블라인드(blind) 또는 관통 오리피스들)을 개시하기 위하여 빠르고, 확실하며 경제적인 비-절제 레이저 가공 기술을 제공하는 것이다. 초단(ultra short) 레이저들은 다광자, 터널(tunnel) 이온화, 및 전자 애벌란시(electo-avalanche) 공정들을 공격적으로 구동함으로써 표면들을 깨끗하게 미세가공하고, 변형하고 처리하기 위한 높은 강도를 제공한다. 현재의 문제점은 표적 재료 내의 레이저 빔의 지속적인 재초점화가, 다중의 적층된 기판들도 드릴링되는 거리에 대하여 무시해도 될 정도의 테이퍼(taper)로 동시에 드릴링되고 표적 재료 위, 아래 또는 내로부터 개시하는데 충분한, 긴 거리들에 대하여 지속하도록 하기 위하여, 재료 내의 초점 지점들에서 굴절률을 변형하는 필라멘트를 생성하기 위하여 광움향 압축을 개시하고 유지하기 위하여 절제 드릴링에서 사용되는 것보다 적으나 임계 에너지보다 높은, 표적의 투명 재료 내에 어떻게 충분한 에너지를 제공하고 광학적 파괴(종래 기술의 절제 드릴링 시스템들에서 직면하는 것과 같이)에 직면하지 않도록 하는가이다. 일반적으로, 종래 기술에서, 재료의 표면 내에 또는 표면에서, 위의 단일 주 초점에 초점이 맞춰지는 고 에너지 펄스된 레이저 빔을 사용하는 레이저 절제 기술들은 투명 재료들을 가공하도록 사용되어 왔다. 도 1에 도시된 것과 같이, 입사 레이저 광 빔(2)은 표적(10)의 표면에서 초점 웨이스트(8)를 갖는 비-분포식 광 빔(6)의 초점을 맞추기 위하여 최종 초점화 렌즈(4)를 통과하는 초점화 어셈블리를 통과한다. 도 3에서 알 수 있는 것과 같이, 선택적으로, 초점 웨이스트가 표적 내에 존재하도록 비-분포식 광 빔이 초점화될 수 있다. 일반적으로 이러한 기술들은 완벽한 구형(spherical) 초점화 렌즈(12), 즉 Y 면 내의 곡률과 동일한 X 면 내의 곡률을 갖거나 또는 대안으로서 도 9에 도시된 것과 같이 단일 초점을 갖는 비 분포식 빔을 생산하는 초점화 소자 어셈블리를 갖는 절제되지 않은 렌즈를 사용한다. 이는 그리고 나서 표적 기판 재료(10) 상에(도 1) 또는 내에(도 3) 전달되는 조밀한 빔 스폿(spot)을 생성한다. 도 2는 도 1의 기술로 절단된 가공된 슬롯(slot, 16)의 기하학적 구조를 도시하고, 도 4는 도 3의 기술로 만들어진 긴 타원형 오리피스(28)의 기하학적 구조를 도시한다.
서로 다른 광학 매체에서 강력한 초고속 레이저 펄스들의 전파는 잘 연구되어 왔다. 재료의 비선형 굴절률은 레이저 강도의 함수이다. 펄스의 중심 부분이 꼬리 부분들보다 상당히 높은 강도를 갖는, 가우시안 프로파일(Gaussian profile)을 갖는 것은 굴절률이 레이저 빔 펄스를 보는 재료의 중심 및 주변 영역을 변경된다는 것을 의미한다. 그 결과, 그러한 레이저 펄스의 전파 동안에, 펄스는 자동으로 붕괴된다. 이러한 비선형 현상은 산업 분야에서 자동 초점화(self-focusing)로 알려져 있다. 자동 초점화는 또한 빔 경로 내의 렌즈를 사용하여 실행될 수 있다. 초점 영역에서 레이저 빔 강도는 다중 이온화, 터널 이온화 및 애벌란시 이온화를 야기하기에 충분한 볼륨에 도달하며, 이는 재료 내에 플라스마를 생성한다. 플라스마는 레이저 빔이 그 다음의 플라스마 볼륨을 위하여 탈초점화하고 다시 재초점화하도록 야기한다. 비-분포식 빔 내의 단일 초점의 내재적 문제점은 레이저 펄스들이 모든 에너지를 잃은 후에 공정이 끝나고 아래에 설명되는 것과 재초점화할 수 없다는 것이다.
절제 방법은 재료에 대한 광학적 파괴 한계를 초과하고 광학적 파괴(OB, 16)가 발생할 때까지 30 마이크론까지의 길이의 재료 내에 필라멘트를 발생한다(도 9). 광학적 파괴에서 최대 한계 플루엔스(단위 영역 당 전달되는 에너지, J/㎡ 단위)이 도달되고 오리피스 직경은 좁아지며 절제 가공 또는 드릴링은 더 깊게 진행되는 것을 중단한다. 종래 기술 방법들을 사용하는 것은 명백한 문제가 되는데 그 이유는 그것들이 드릴링될 수 있는 오리피스의 크기를 제한하고, 거친 오리피스 벽을 야기하며, 표적(10)의 상단 및 바닥 표면들에서 서로 다른 직경을 갖는 테이퍼(22)를 갖는 오리피스를 야기하기 때문이다(도 5). 이는 절제 가공에서, 빔이 그 안에 재료(10)의 표면을 끓는 점까지 가열하고 키홀(keyhole)을 발생시키는 국부적 가열과 열 팽창을 야기하는 표적(10)의 표면에서 중심 초점(8, 또한 주 초점 웨이스트로서 언급되는)을 갖기 때문에 발생한다. 키홀은 오리피스를 빠르게 깎는 최적 흡수도의 갑작스런 중가에 이르게 한다. 오리피스가 깊어지고 재료가 끓으면, 발생된 증기는 용융 벽들을 침식시키고 분출을 끄며 나아가 오리피스(22)를 확장한다. 이러한 상황이 발생함에 따라, 절제된 재료는 높은 압력의 펄스를 재료가 확장함에 따라 재료 아래의 표면에 적용한다. 그 효과는 해머로 표면을 치는 것과 유사하며 잘 부러지는 재료들은 쉽게 균열된다(부가적으로, 잘 부러지는 재료들은 특히 열 응력 균열에 이용되는 특징이나 오리피스 드릴링에는 바람직하지 않은 열 파괴에 민감하다). 광학적 파괴는 일반적으로 잔해가 배출되지 않고, 오리피스(22) 내에 버블(bubble)이 생성되거나 또는 오리피스(22)의 영역 내에 표적을 균열시키는 거친 절제가 존재할 때 도달된다. 이러한 효과들 중 어느 하나 또는 이들의 조합은 재료(10)를 통하여 더 아래로 드릴링하기 위하여 빔(6)이 이러한 지점으로부터 산란하거나 또는 충분한 빔 전력(플루엔스)을 남기지 않고 완전히 흡수되도록 야기한다. 부가적으로, 이는 표적 기판(10)의 표면에서 개시 지점 주위에 발견되는 절제 분출 언덕(20)으로서 알려진 왜곡 또는 거칠기를 생성한다(도 5).
레이저 절제 기술의 또 다른 문제는 레이저 빔 필라멘테이션이 거리의 함수로서 그것의 직경을 변경하기 때문에 드릴링하는 오리피스들이 균일한 직경이 아니라는 것이다. 이는 레일리 범위(Rayleigh range)로서 설명되며 초점 웨이스트로부터 단면의 영역이 두 배가 되는 위치까지의 빔의 전파 방향을 따른 거리이다. 이는 도 2와 5에 도시된 것과 같이 가늘고 긴 오리피스(22)를 야기한다.
본 발명은 광학적 파괴 문제를 해결하고, 오리피스 거칠기와 절제 분출 언덕을 최소화하며, 끝이 가늘고 긴 직경 오리피스를 제거한다.
본 발명은 레이저 유도 광음향 압축에 의한 투명 재료들 내의 오리피스의 처리를 위한 장치들, 시스템들 및 방법들을 제공한다. 레이저 재료 가공의 이전에 알려진 방법들과 달리, 본 발명의 실시 예들은 그것이 재료(10)를 통하여 이동함에 따라 입사 빔(2)의 지속적인 재초점화를 허용하기 위하여 주 초점(8) 및 이차 초점(24, 오리피스의 선형 축과 일치하나 주 초점 또는 초점 웨이스트로부터 수직으로 배치되는)의 선형 정렬이 존재하도록 세로 빔 축을 따라 분포식 방식으로 입사 빔(2)의 초점을 맞추는 광학 구성을 이용하고 그렇게 함으로써 재료(10) 내의 빔 경로를 따라 굴절률 지수를 변형하는 필라멘트의 생성을 가능하게 하며 표적 재료 내의 레이저 빔의 지속적인 재초점화가 긴 거리에 걸쳐 지속되도록 광학적 파괴(기본적인 필라멘테이션을 사용하고 사용하지 않는 종래 기술의 절제 드릴링 시스템들에서 보는 것과 같이)와 마주치지 않는다(도 6).
이러한 분포식 초점화 방법은 뷴포된 초점화 소자 어셈블리(26)에 의한 이차 초점들(24)의 생성에 의해, 그리고 재료로부터 또는 재료 내의 주 초점 웨이스트(8)의 위치를 재료(10) 외부로 위치시킴으로써, 주 초점 웨이스트(8)에서 발견되는 입사 빔(2)으로부터의 불필요한 에너지의 "덤핑(dumping)" 또는 감소를 허용한다. 주 초점 웨이스트(8)와 이차 초점 웨이스트들(24)의 선형 정렬과 결합되는 이러한 빔 플루엔스의 덤핑은 필라멘트 구역의 전체 길이에 대한 실제 변형 및 압축을 달성하기 위하여 충분한 레이저 강도(플루엔스 μJ/㎠)를 유지하는 동안에 이전에 알려진 방법들을 사용하여 지금까지 달성된 것을 훨씬 넘는(1 ㎜를 훨씬 넘는) 거리들에 대하여 필라멘트들의 형성을 가능하게 한다. 이러한 분포식 초점화 방법은 다중의 적층 기판들이 드릴링되는 거리에 대하여 무시해도 될 정도의 테이퍼를 갖는(도 7) 다른 재료들(표적 재료의 층들 사이의 공기 또는 중합체 갭들과 같은) 및 표적 재료 위, 아래 또는 내로부터 개시될 수 있는 상대적으로 매끄러운 벽의 오리피스 벽을 가로질러 동시에 드릴링되도록 하기 위하여, 1 밀리미터가 훨씬 넘는 길이들을 갖는 필라멘트들의 형성 및 또한 충분한 강도를 갖는 재료의 광학적 파괴 한계 아래의 에너지 밀도의 유지를 제공한다. 표적(10) 내의 비-테이퍼형 벽 슬릿(wall slit, 23)의 전파는 오리피스를 가공하는 동안에 표적(10)의 상대적 이동에 의해 달성된다.
레이저 펄스의 최적 밀도는 자동 초점화 현상을 개시하고 필라멘트와 일치하는 실질적으로 일정한 직경의 선형 대칭 보이드를 생성하기 위하여 필라멘트 내의/주위의 구역 내의 초기 비-절제 광음향 압축에 대한 충분한 강도의 필라멘트를 발생시키며, 또한 분포식 빔의 이차 초점 웨이스트들에 의한 에너지 입력과 결합된 상기 레이저 펄스의 연속적인 자동 초점화 및 탈초점화가 표적 재료의 지정된 영역들을 가로지르거나 또는 이들을 통하여 오리피스의 형성을 안내하는 필라멘트를 형성하도록 야기한다. 결과로서 생기는 오리피스는 표적으로부터 재료의 제거 없이, 오히려 형성되는 오리피스의 주변 주위의 표적 재료의 광음향 압축에 의해 형성될 수 있다.
표적(10)의 표면에서의 플루엔스 레벨들은 입사 빔 강도 및 특정 분포식 초점화 소자 어셈블리의 함수이며, 특정 표적 재료(들), 표적(들) 두께, 원하는 가공 속도, 총 오리피스 깊이 및 오리피스 직경을 위하여 조정되는 것이 알려져 있다. 부가적으로, 드릴링되는 오리피스의 깊이는 레이저 에너지가 흡수되는 깊이에 의존하며, 따라서 단일 레이저 펄스에 의해 제거되는 재료의 양은 재료의 광학 특성들 및 레이저 파장과 펄스 길이에 의존한다(이러한 이유 때문에 사용되는 시스템과 재료들로 최적 결과를 위한 경험적 결정을 필요로 하는 각각의 특정 기판과 가공 적용에 대한 광범위한 범위의 공정 파라미터들이 여기에 열거된다). 그와 같이, 표적(10) 상의 입구 지점은 비록 이러한 플라스마 생성이 필요하지 않더라도 만일 표면에서의 플루엔스 레벨들이 순간적이고, 국부적 절제(증기) 가공을 개시하기에 충분히 높으면 일부 최소 절제 분출 언덕 형성(20)을 수행할 것이다. 특정 상황들에서, 순간적인 절제 기술 후에 지속적인 광음향 압축 기술을 허용하는 에너지 레벨을 사용하는 분포식 초점 하이브리드 드릴링 방법에 의해 생성될 수 있는 것과 같이 균일한 직경(도 8)의 잔여 오리피스(22)를 갖는 넓은 사면(bevelled) 입구를 제공하기 위하여 일시적이고, 순간적인 절제 드릴링을 생성하기에 충분한 강도인 표적 표면에서의 플루엔스 레벨을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 절제 가공을 위하여 필요한 플루엔스 레벨이 사면(또는 다른 기하학적 구조)의 원하는 깊이에서 고갈되도록 재료 내의 빔의 비선형 흡수에 대항하여 선형 흡수의 균형을 유지하는 표적 표면에서 플루엔스 레벨의 선택에 의한 본 발명에 의해 달성될 수 있다. 하이브리드 기술은 만일 희생 층(30)이 표적 표면에 적용되면 제거될 수 있는 작은 분출 언덕(20)을 야기할 것이다. 통상적인 희생 층들은 폴리비닐 아세테이트(PVA), 메타크릴산염(Methacrylate) 또는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 같으나 이에 한정되지 않는 수지 또는 중합체들이며, 일반적으로 1 내지 400 마이크론 두께의 범위 내에서만 필요하며(비록 투명 재료 가공을 위하여 10-30 마이크론 범위가 사용될 수 있더라도) 통상적으로 희생 층을 표적 재료 상으로 분무함으로써 적용된다. 희생 층은 용융 잔해가 종래에 잘 알려진 것과 같이 제거가능한 희생 재료 대신에 부착하는, 표면에 스스로 부착하는 것을 방지함으로써 표적(10) 상의 분출 언덕의 형성을 저해할 것이다.
광음향 압축을 달성하기 위하여 가공은 다음의 시스템을 필요로 한다:
● 버스트 펄스 엔벨로프(burst pulse envelope) 내에 2 내지 50 서브펄스들을 포함하는 펄스들의 프로그램 가능한 트레인(train)을 포함하는 빔을 발생시킬 수 있는 버스트 펄스 레이저 시스템. 또 다른 레이저 시스템은 사용되는 표적 재료에 따라 1 내지 200 와트의 평균 전력을 발생시키는 것이 필요하며, 일반적으로 이러한 범위는 붕규산염 유리에 대하여 50 내지 100 와트의 범위일 수 있다.
● 표적 재료에서의 입사 플루엔스가 커 효과, 자동 초점화 및 전파를 야기하는데 충분한, 약하게 모이는, 다중 초점 공간 빔 프로파일을 생산할 수 있는 분포식 초점 소자 어셈블리(잠재적으로 볼록 및 오목 렌즈들을 포함하나 어그리게이트(aggregate) 내에 정 초점 효과를 갖는).
● 빔을 표적에 전달할 수 있는 선택적 전달 시스템.
상업적 운영은 또한 광학과 관련하여 재료(또는 빔)의 이동 능력(또는 반대로) 혹은 시스템 제어 컴퓨터에 의해 구동되는 조화/복합 운동을 필요로 할 수 있다.
광음향 압축 오리피스들을 드릴링하기 위한 이러한 시스템의 사용은 특정 표적(들)을 위하여 조각되는 다음의 조건들을 필요로 한다: 분포식 초점 소자 어셈블리의 특성들; 버스트 펄스된 레이저 빔 특성들; 및 주 초점의 위치.
분포식 초점 소자 어셈블리(26)는 비구면(aspheric) 플레이트들, 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)들, 비-텔레센트릭 렌즈들, 비구면 렌즈들, 환상으로 깎인 렌즈들, 주문 바탕의 수차 렌즈, 정 및 오목 렌즈 또는 일련의 보정 플레이트들(위상 변이 마스킹), 입사 빔과 관련하여 명칭되는 어떠한 광학 소자, 및 빔 전파를 조작할 수 있는 능동으로 보상되는 광학 소자들과 같은, 종래에 통상적으로 사용되는 일반적으로 알려진 다양한 초점 소자들일 수 있다. 위에 설명된 것과 같이 후보 광학 소자 어셈블리의 주 초점 웨이스트는 일반적으로 주 초점 웨이스트에서 90% 이상 및 50% 이하의 입사 빔 플루엔스를 포함하지 않을 것이다(비록 특정 경우에 있어서 분포식 초점 소자 어셈블리(26)의 광학 효율이 약 99%일 수 있더라도). 도 10은 앞서 언급된 공정들에서 사용될 수 있는 것과 같은, 비-비구면의, 수차 렌즈(34)를 도시한다. 분포식 초점 소자 어셈블리(26)의 실제 광학 효율은 각각의 특정 적용을 위하여 미세 조정되어야만 할 것이다. 사용자들은 각각의 투명 재료, 표적의 물리적 구성과 특성뿐만 아니라 특정 레이저 파라미터들을 위하여 맞춰진 경험적 테이블들의 세트를 생성할 것이다. 탄화규소(silicon carbide), 갈륨 인(Gallium Phosphide), 사파이어, 강화 유리 등, 각각은 그들 고유의 값을 갖는다. 이러한 테이블은 재료 내에 필라멘트를 생성(위에 설명된 것과 같이 레이저 전력, 반복률, 초점 위치 및 렌즈 특성들의 파라미터를 조정)에 의해 경험적으로 결정되며 오리피스를 생성하기 위하여 분포식 초점 소자 어셈블리(26)는 분할의 면 또는 광음향 압축의 축을 유도하는데 충분한 플루엔스가 존재한다는 것을 보장한다. 1 마이크론, 1 ㎒ 범위 내일 수 있는 주파수(반복률)를 갖는 10 μJ 에너지의 버스트 펄스를 출력하는 50 와트 레이저을 갖는 붕규산염으로 만들어진 2 ㎜ 두께의 단일, 평면 표적 내에 오리피스(도 11에 도시된 것과 같은)를 통하여 5 마이크론 직경을 드릴링하기 위한 표면 광학 효율은 65%이며 빔의 주 초점 웨이스트는 원하는 개시 시점에서 1 ㎜에 위치한다.
또한 이러한 광음향 압축 드릴링 고정을 충족시켜야만 하는 일련의 물리적 파라미터들이 존재한다는 것을 이해하여야 한다. 도 11과 12를 참조하면 빔 스폿 직경(38) ＞ 필라멘트 직경(40) ＞ 오리피스 직경(42)인 것을 알 수 있다. 부가적으로 분포식 빔의 주 초점 웨이스트(8)는 그 안에 필라멘트가 생성되는 표적 재료(10)의 표면 내에 또는 표면 상에 존재하지 않는다.
주 초점 웨이스트(8)의 위치는 일반적으로 원하는 개시 지점에서 500 마이크론 내지 300 ㎜ 범위이다. 이는 에너지 덤프 거리(12)로서 알려진다. 이는 또한 각각의 투명 재료, 표적의 물리적 구성과 특징뿐만 아니라 레이저 파라미터들에 맞춰진 경험적 테이블들의 세트의 생성에 의해 결정된다. 이는 위에 설명된 방법에 의해 생성된 테이블에 의해 추정된다.
레이저 빔 에너지 특성들은 다음과 같다: 5 μJ 내지 1000 μJ의 빔 내의 펄스 에너지, 1 ㎐ 내지 2 ㎒의 반복률(반복률은 샘플 이동 및 이웃하는 필라멘트들 사이의 공간의 속도를 정의한다. 필라멘트의 직경과 길이는 각각의 버스트엔벨로프 내에 존재하는 시간적 에너지 분포를 변경함으로써 조정될 수 있다. 도 17-19는 버스트 펄스된 레이저 신호의 3가지 서로 다른 시간적 에너지 분포의 예들을 도시한다. 도 19의 버스트 엔벨로프 프로파일의 상승과 하강은 특히 유용한 공정 제어 수단들이 유전체 재료로부터 얇은 금속 층들을 제거하도록 잘 적용되었다는 것을 나타낸다.
선택적으로 도 13-16을 참조하면, 본 발명의 메커니즘이 가장 잘 설명될 수 있다. 여기서, 버스트 피코초로 펄스된 광이 사용되는데 그 이유는 표적 재료 내에 증착된 에너지의 총 양이 낮기 때문이며, 광음향 압축은 재료의 균열 없이 진행될 수 있으며, 표적 재료 내에 더 적은 열이 발생되며 따라서 재료가 필라멘트 부근에서 재료의 통합을 조장하지 않고 기저 상태로부터 여기 상태로 증가적으로 발생하도록 하기 위하여 효율적인 에너지의 더 작은 패킷들이 재료 내에 증착된다.
실제 물리적 과정은 여기서 설명된 것과 같이 발생한다. 펄스된 버스트 레이저의 입사 광 빔의 주 초점 웨이스트는 분포식 초점 소자 어셈블리를 통하여 필라멘트가 생성되려는 표적 재료의 위 또는 아래의(결코 내(within)는 아닌) 공간 내의 지점에 전달된다. 이는 표적 표면 상에 스폿뿐만 아니라 백색 광 발생을 생성할 것이다. 표적 표면 상의 스폿 직경은 필라멘트 직경 및 원하는 특징부(오리피스, 슬롯 등) 직경을 초과할 것이다. 따라서 표면 상의 스폿 내에 입사된 에너지의 양은 2차 전기 광학 효과(quadratic electrooptic effect, 커 효과 - 재료의 굴절률의 변화가 적용된 전기 장에 비례하는)를 생산하기 위한 임계 에너지보다 크나 절제 공정을 유도하는데 필요한 임계 에너지보다는 낮으며 더 명확하게는 재료의 광학적 파괴 한계 아래이다. 자동 초점화는 전력이 표적 재료에 대한 실제 및 복소 굴절률의 곱(product)에 반비례하는 관계를 만족시키는 임계 전력 위에서 발생한다. 광음향 압축은 자동 초점화 상태와 광학적 파괴 상태 사이의 균형이 유지되도록 하기 위하여 시간 척도에 따라 표적 재료 내의 필요한 전력의 유지의 결과로서 진행된다. 이러한 광음향 압축은 균일하고 고 전력의 필라멘트 형성 및 전파 과정의 결과이며 이에 의해 재료는 절제 과정을 거쳐 제거에 유리하게 재배치된다. 이에 따라 생산된 매우 긴 필라멘트는 분포식 초점 소자 어셈블리에 의해 생성되는 공간적으로 확장하는 이차 초점의 존재에 의해 조성되며, 광학적 파괴에 도달하지 자동 초점화를 유지한다. 이러한 어셈블리에서, 상당한 수의 주변 및 근축(paraxial) 광선들이 주 초점에 대하여 서로 다른 공간 위치들에 모인다. 이차 초점의 에너지를 기판 표면 아래의 낮은 레벨, 그러나 필라멘트 이벤트의 활성 바닥 면에 초점을 맞춤으로써 이러한 이차 초점이 존재하고 무한 공간 내로 확장하나 이는 단지 경험적으로 표적의 두께에 상응하는 제한된 범위에 대한 유용한 강도이다. 이는 플라스마에 의한 흡수와 잔해에 의한 산란을 방지하는 동안에 레이저 에너지가 재료의 대부분에 액세스하도록 허용한다.
분포식 초점 소자 어셈블리는 주 초점 웨이스트 및 일련의 선형으로 배치되는 이차 초점 웨이스트를 포함하는 분포식 초점 빔 경로 내로 입사 빔의 고르지 않게 분포되는 초점인 것 같은 것을 발생시키기 위하여 입사 레이저 빔의 경로 내에 위치되는 단일 수차 초점 렌즈일 수 있다. 이러한 초점들의 정렬은 오리피스(42)의 선형 축과 동일 선상이다. 도 13에서 쥬 초점 웨이스트는 표적 재료 위에 존재하고 도 14에서는 표적 재료(10) 아래에 존재하는데 그 이유는 초점이 맞춰진 빔의 대칭 및 비-선형 특성들 때문에 오리피스(42)가 주 초점 웨이스트(8) 위 또는 아래에서 개시될 수 있기 때문이다. 따라서 빔 스폿(52, 약 10 ㎛ 거리)은 표적(10)의 표면 상에 위치하며 이차 초점 웨이스트들은 표적 내에 동일 선상으로 위치하는데 그 이유는 레이저의 전자 장이 표적의 굴절률을 변경하기 때문에 재료가 이러한 초점 지점들을 생성하는 최종 광학 소자로서 작용하기 때문이다. 이러한 분포된 초점은 필라멘트 라인 또는 구역(60)을 형성하기 위하여 레이저 에너지의 양이 재료 내에 증착되도록 허용한다. 다중의 선형으로 정렬된 초점으로, 그리고 재료가 최종 렌즈로서 작용하도록 허용함으로써, 표적 재료는 초고속 버스트 펄스 레이저 빔들로 충격이 가해질 때 길고 끝이 가늘어지지 않은 필라멘트(60)가 표적 내에 발생되도록 야기하는 선형으로 정렬된 초점의 경로를 따라 재료의 국부적 굴절률(특히, 복소율(complex index))의 변화를 열적으로 유도한 많은, 연속적인, 국부적 가열을 경험하며 그 뒤에 원하는 영역에서 재료를 환상으로(annularly) 압축하는 음향 압축 파는 필라멘테이션 경로 주위에 보이드 및 압축 재료의 링을 생성한다. 그리고 나서 빔은 다시 초점을 맞추고 이차 초점 웨이스트들에서의 에너지와 결합된 다시 초점이 맞춰진 빔은 임계 에너지 레벨을 유지하고 이러한 일련의 이벤트들은 테이퍼(tazper)가 없고 효율적으로 동일한 직경인 입구 오리피스 크기와 출구 오리피스 크기를 갖는 1500:1 형상비(aspect ration, 오리피스의 길이/오리피스의 직경)가 가능한 오리피스를 드릴링하기 위하여 반복된다. 이는 광학적 파괴가 도달하고 필라멘테이션이 저하되거나 중단될 때까지 짧은 필라멘테이션 거리를 야기하는 표적 재료의 상단 표면 또는 내에 대한 에너지를 강조하는 종래 기술과는 다르다.
도 16은 그것들 사이의 공기 갭을 갖는 적층 구성으로 3개의 평면 표적 중 두 개의 바닥부에서 오리피스들의 드릴링을 도시하는데 주 초점 웨이스트(8)는 최종 표적(10) 아래에 위치된다. 구멍은 다중 층 설정의 상단 또는 바닥부 또는 중간으로부터 드릴링될 수 있으나, 드릴링 이벤트는 만일 동일한 렌즈 설정과 곡률이 사용되면 항상 주 초점 웨이스트오부터 동일한 거리에서 발생한다. 초점 웨이스트는 항상 재료의 외부에 위치되고 기판 표면에 도달하지 않는다.
오리피스들을 드릴링하는 방법은 광음향 압축을 통하여 다음의 단계 순서에 의해 달성된다:
1. 레이저원으로부터의 레이저 에너지 펄스들을 선택된 분포-초점 렌즈 초점 어셈블리를 통과시키는 단계;
2. 주 초점 웨이스트 및 적어도 하나의 이차 초점 웨이스트를 생성하도록 분포된 초점 구성 내의 레이저 에너지 펄스들에 초점을 맞추기 위하여 레이저원과 관련하여 상기 분포-초점 렌즈 초점 어셈블리의 상대 거리 및/또는 각을 조정하는 단계;
3. 주 초점 웨이스트가 가공되는 표적 상에 또는 내에 남아 있지 않도록 주 초점 웨이스트 또는 표적을 조정하는 단계;
4. 상기 주 포점 웨이스트 아래 또는 위에 위치되는 표적의 표면 상의 레이저 플루엔스의 점이 표적 내에 형성되는 필라멘테이션의 직경보다 항상 크도록 초점을 조정하는 단계;
5. 표적의 원하는 볼륨을 통하여 광음향 압축 가공의 전파를 보장하기 위하여 충분한 강도와 수인 이차 초점 웨이스트의 플루엔스 레벨을 조정하는 단계;
6. 레이저원으로부터의 적절한 파장의 레이저 펄스들, 적절한 버스트 펄스 반복률 및 적절 버스트 펄스 에너지 중 적어도 하나의 버스트를 선택된 분포-초점 렌즈 초점 어셈블리를 통하여 표적에 적용하는 단계를 구비하되, 레이저 펄스가 표적 상의 가공의 개시 지점과 접촉하는 점에서 적용되는, 펄스 에너지 또는 플루엔스의 총 양은 광음향 압축 가공을 개시하고 전파하기 위한 임계 에너지 레벨보다 크나, 절제 가공을 개시하는데 필요한 한계 임계 에너지보다 작은, 단계; 및
7. 원하는 가공이 완료되었을 때 레이저 펄스들의 버스트를 중단하는 단계.
이전에 언급된 것과 같이, 오리피스에 대한 가늘고 긴 입구가 바람직할 수 있는 특정 오리피스 구성이 존재할 수 있다. 이는 원하는 거리 동안 절제 가공을 할 수 있고 그러한 재료 내의 원하는 깊이로의 광음향 가공을 위한 임계 레벨 위의 절제 가공을 위하여 임계 레벨 아래의 레이저 영행 레벨로 드릴링을 완료할 수 있는 레이저 플루엔스 레벨을 갖는 오리피스의 개시에 의해 달성된다. 이러한 형태의 오리피스 형성은 또한 표적의 표면 상에 제거가능한 희생 층의 적용을 이용할 수 있다. 이는 분출 언덕이 나중에 희생 층과 함께 제거될 수 있도록 희생 층 상에 분출 언덕의 형성을 허용할 수 있다. 하이브리드 절제 및 광음향 압축 가공 방법에 의해 드릴링되는 그러한 오리피스는 비록 희생 층의 적용이 사용될 필요가 있고 만일 사용되면 우선 발생할 필요가 없더라도, 다음의 단계들을 통하여 실행될 수 있다:
1. 희생 층을 표적의 적어도 하나의 층에 적용하는 단계;
2. 레이저 원으로부터의 레이저 에너지 펄스들을 선택된 분포-초점 렌즈 초점 어셈블리를 통과시키는 단계;
3. 주 초점 웨이스트 및 적어도 하나의 이차 초점 웨이스트를 생성하도록 분포된 초점 구성 내의 레이저 에너지 펄스들에 초점을 맞추기 위하여 레이저원과 관련하여 상기 분포-초점 렌즈 초점 어셈블리의 상대 거리 및/또는 각을 조정하는 단계;
4 주 초점 웨이스트가 가공되는 표적 상에 또는 내에 남아 있지 않도록 주 초점 웨이스트 또는 표적을 조정하는 단계;
5. 표적의 표면 상의 레이저 플루엔스의 스폿이 상기 주 초점 웨이스트 아래 또는 위에 위치되도록 초점을 조정하는 단계;
6. 상기 주 포점 웨이스트 아래 또는 위에 위치되는 표적 내에 형성되는 필라멘테이션의 직경보다 항상 큰 직경을 갖도록 표적의 표면 상의 레이저 플루엔스의 스폿을 조정하는 단계;
7. 표적의 원하는 볼륨을 통하여 광음향 압축 가공의 전파를 보장하기 위하여 이차 초점 웨이스트의 플루엔스 레벨이 충분한 강도와 수가 되도록 보장하는 단계;
8. 레이저원으로부터의 적절한 파장의 레이저 펄스들, 적절한 버스트 펄스 반복률 및 적절 버스트 펄스 에너지 중 적어도 하나의 버스트를 선택된 분포-초점 렌즈 초점 어셈블리를 통하여 표적에 적용하는 단계를 구비하되, 레이저 펄스가 표적 상의 가공의 개시 지점과 접촉하는 점에서 적용되는, 펄스 에너지 또는 플루엔스의 총 양은 원하는 깊이로 절제 가공을 개시하는데 필요한 임계 에너지 레벨보다 크며, 따라서 절제로 드릴링된 오리피스의 바닥부에서의 플루엔스 에너지는 필라멘테이션 및 광음향 압축 가공을 개시하고 전파하기 위한 임계 에너지 레벨보다 크나, 절제 가공을 개시하는데 필요한 한계 임계 에너지보다 작은, 단계; 및
9. 원하는 가공이 완료되었을 때 레이저 펄스들의 버스트를 중단하는 단계.
레이저 특성, 주 초점 웨이스트의 위치, 및 최종 초점 렌즈 어레인지먼트뿐만 아니라 생성된 오리피스의 특성의 다양한 파라미터들이 다음의 테이블에 설명된다. 그것들의 값들이 표적 재료의 종류, 그것의 두께 및 원하는 오리피스의 크기와 위치에 따라 크게 변경되기 때문에 범위들로 표현된다는 것을 이해하여야 한다. 다음의 차트는 많은 투명 재료 중 어느 하나에서 균일한 오리피스들의 드릴링을 달성하도록 사용되는 다양한 시스템 변수들의 범위들을 상세히 설명한다.
Figure pat00001
이전에 설명된 것과 같이 위의 파라미터들은 표적에 따라 변경된다. 바람직한 작동 방법으로, 투명 기판 내의 3 마이크론 구멍의 2 ㎜ 깊이를 드릴링하기 위하여 다음의 장치와 파라미터들이 사용될 수 있다: 1064 나노미터 파장 레이저; 65 와트의 평균 전력; 10 μJ 펄스 에너지; 버스트 당 15 서브 펄스; 및 1 ㎒ 반복률. 이는 재료에 따라 상단 표면 위에 5 마이크론 내지 100 ㎜로 초점을 맞춘 2 ㎜의 이상의 수차 렌즈 전달 분포식 초점 공간(필라멘트 활성 구역이 2 ㎜ 길이)으로 초점이 맞춰질 수 있다.
본 발명은 상세한 설명에서 설명되거나 또는 도면들에서 도시된 부품들의 어레인지먼트에의 적용에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 다른 실시 예들을 수행할 수 있으며 다양한 다른 순서 단계들로 실행되고 수행될 수 있다. 또한, 여기서 사용되는 어법과 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 이를 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 이해하여야 한다. 그와 같이, 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명이 기초로 하는 개념이 본 발명의 일부 목적들을 수행하기 위하여 다른 구조들, 방법들 및 시스템의 디자인을 위한 기초로서 쉽게 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 청구항들은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한, 그러한 동등한 구성들을 포함하는 것으로 간주된다는 사실이 중요하다.
2 : 입사 레이저 빔
4 : 최종 렌즈
8 : 주 초점 웨이스트
10 : 투명 표적 기판
16 : 슬롯
20 : 분출 언덕
22 : 오리피스
23 : 벽 슬릿
24 : 이차 초점 웨이스트
26 : 분포식 초점화 소자 어레인지먼트
30 : 희생 층
32 : 에너지 덤프 거리
38 : 스폿 직경
40 : 필라멘트 직경
42 : 오리피스 직경
44 : 필라멘트
46 : 분포식 초점화 소자 어레인지먼트
50 : 이차 초점 웨이스트
52 : 스폿
60 : 필라멘트 구역

Claims (20)

  1. 표적을 레이저 가공하는 방법으로서,
    초단 레이저 펄스들(ultra-short laser pulses)의 버스트들을 갖는 레이저 빔을 제공함 - 상기 표적은 상기 레이저 빔에 투명한 재료로 만들어지고, 상기 레이저 빔은 1 Hz 내지 2 MHz 범위의 버스트 반복률을 가지고, 각각의 버스트는 2 내지 50 레이저 펄스들을 가지며, 각 레이저 펄스는 10 나노초 미만의 펄스 폭을 갖고, 버스트 내의 레이저 펄스들 사이의 시간 간격은 1 나노초 내지 100 마이크로초 범위임 -;
    상기 레이저 빔이 초점화 렌즈를 통과하게 함;
    상기 초점화 렌즈를 사용하여 상기 레이저 빔을 초점화함 - 상기 레이저 빔은 세로 빔 축을 따라 분포식으로 초점화되어 복수의 초점을 가지는 분포식 초점을 가짐 -;
    상기 분포식 초점을 상기 표적에 관해 위치시킴;
    상기 표적에 초점화된 레이저 빔을 전달함 - 상기 초점화된 레이저 빔은 레이저 빔의 자기 초점화를 개시하기에 충분한 플루엔스를 가지며, 그에 의해 세로 빔 축을 따라 전파되는 레이저 필라멘트를 생성함 -;
    상기 표적 내의 개시 지점과 종료 지점 사이로 상기 레이저 필라멘트를 안내하고 유지하기 위해서 펄스 에너지와 분포식 초점화를 조정하여, 상기 레이저 필라멘트가 세로 빔 축 주위에서 투명 재료를 환상으로 압축함에 의해서 레이저 필라멘트와 일치하는 보이드를 생성함;을 포함하는 표적을 레이저 가공하는 방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분포식 초점은 주 초점을 가지며, 상기 주 초점은 상기 표적의 위 또는 아래에 위치하는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 재료는 잘 부러지는(brittle),
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    투명한 잘 부러지는 재료는 세라믹, 유리, 수정 및 반도체 중의 하나인,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 5 마이크로미터 미만의 파장을 갖는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 레이저 펄스는 0.5μJ 내지 100μJ 범위의 에너지를 갖는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    각각의 버스트는 5μJ 내지 500μJ 범위의 에너지를 갖는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표적에 생성되는 보이드는 1 밀리미터 보다 긴,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 초점화 렌즈는 수차 렌즈이고 수차가 분포식 초점을 발현시키는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 초점화 렌즈는 비구면 렌즈인,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 초점화 렌즈는 비구면 플레이트를 포함하는 초점화 어셈블리인,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 초점화 렌즈는 상기 레이저 빔에 대하여 기울어진 광학 소자를 포함하는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 표적은 두 개 이상의 층들을 포함하며 분포식 초점의 조정은 상기 두 개 이상의 층들 중 적어도 하나 내에 상기 레이저 필라멘트를 선택적으로 발생시키는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 보이드는 5 마이크로미터 미만의 평균 측벽 두께를 갖는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 보이드는 선형적으로 대칭이고 보이드의 길이를 따라 실질적으로 일정한 직경을 갖는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 보이드는 상기 표적으로부터 어떠한 상기 투명 재료도 제거함이 없이 표적 내에 생성되는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 보이드는 상기 표적의 표면까지 연장하여 오리피스를 형성하는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    펄스 에너지와 분포식 초점화를 조정하여 재료 내에 원하는 깊이까지 재료를 절제함에 의해서 상기 오리피스를 위한 테이퍼를 갖는 입구가 만들어지는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 오리피스를 만들기 전에 표적 표면에 희생 층이 적용되고 상기 오리피스를 만든 후에 상기 희생 층이 제거되는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    표적을 세로 빔 축에 대해 이동함;을 추가적으로 포함하고,
    표적에 초점화된 레이저 빔을 전달함의 단계와 표적을 세로 빔 축에 대해 이동함의 단계를 반복함에 의해서 표적에 복수의 구멍이 드릴링되는,
    표적을 레이저 가공하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2754524B1 (de) 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
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IL227458A0 (en) * 2013-07-11 2013-12-31 Technion Res & Dev Foundation A method and cave for transmitting light
US9102011B2 (en) 2013-08-02 2015-08-11 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for non-ablative, photoacoustic compression machining in transparent materials using filamentation by burst ultrafast laser pulses
US10017410B2 (en) 2013-10-25 2018-07-10 Rofin-Sinar Technologies Llc Method of fabricating a glass magnetic hard drive disk platter using filamentation by burst ultrafast laser pulses
US20150121960A1 (en) * 2013-11-04 2015-05-07 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for machining diamonds and gemstones using filamentation by burst ultrafast laser pulses
US20160266466A1 (en) * 2013-11-07 2016-09-15 University Of Maryland, College Park Waveguides, and systems and methods for forming and using such waveguides
US10252507B2 (en) 2013-11-19 2019-04-09 Rofin-Sinar Technologies Llc Method and apparatus for forward deposition of material onto a substrate using burst ultrafast laser pulse energy
US9517929B2 (en) * 2013-11-19 2016-12-13 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method of fabricating electromechanical microchips with a burst ultrafast laser pulses
US10005152B2 (en) 2013-11-19 2018-06-26 Rofin-Sinar Technologies Llc Method and apparatus for spiral cutting a glass tube using filamentation by burst ultrafast laser pulses
US11053156B2 (en) 2013-11-19 2021-07-06 Rofin-Sinar Technologies Llc Method of closed form release for brittle materials using burst ultrafast laser pulses
US10144088B2 (en) 2013-12-03 2018-12-04 Rofin-Sinar Technologies Llc Method and apparatus for laser processing of silicon by filamentation of burst ultrafast laser pulses
US9676167B2 (en) 2013-12-17 2017-06-13 Corning Incorporated Laser processing of sapphire substrate and related applications
US9517963B2 (en) 2013-12-17 2016-12-13 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom
US9701563B2 (en) 2013-12-17 2017-07-11 Corning Incorporated Laser cut composite glass article and method of cutting
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
US20150165560A1 (en) 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser processing of slots and holes
US9815730B2 (en) 2013-12-17 2017-11-14 Corning Incorporated Processing 3D shaped transparent brittle substrate
US10442719B2 (en) * 2013-12-17 2019-10-15 Corning Incorporated Edge chamfering methods
JP2015150609A (ja) * 2014-02-18 2015-08-24 アイシン精機株式会社 レーザ加工方法
KR102214508B1 (ko) * 2014-04-28 2021-02-09 삼성전자 주식회사 적층형 반도체 패키지의 제조방법
CN106687419A (zh) 2014-07-08 2017-05-17 康宁股份有限公司 用于激光处理材料的方法和设备
WO2016010991A1 (en) 2014-07-14 2016-01-21 Corning Incorporated Interface block; system for and method of cutting a substrate being transparent within a range of wavelengths using such interface block
EP3169477B1 (en) * 2014-07-14 2020-01-29 Corning Incorporated System for and method of processing transparent materials using laser beam focal lines adjustable in length and diameter
CN208586209U (zh) 2014-07-14 2019-03-08 康宁股份有限公司 一种用于在工件中形成限定轮廓的多个缺陷的系统
EP3536440A1 (en) 2014-07-14 2019-09-11 Corning Incorporated Glass article with a defect pattern
US9873628B1 (en) 2014-12-02 2018-01-23 Coherent Kaiserslautern GmbH Filamentary cutting of brittle materials using a picosecond pulsed laser
US10047001B2 (en) 2014-12-04 2018-08-14 Corning Incorporated Glass cutting systems and methods using non-diffracting laser beams
CN107406293A (zh) 2015-01-12 2017-11-28 康宁股份有限公司 使用多光子吸收方法来对经热回火的基板进行激光切割
KR101972466B1 (ko) 2015-01-13 2019-04-25 로핀-시나르 테크놀로지스 엘엘씨 취성 재료를 묘각하고 화학 식각하는 방법 및 시스템
JP2016165746A (ja) * 2015-03-10 2016-09-15 オムロン株式会社 接合構造体の製造方法、接合構造体、及びレーザ装置
KR102546692B1 (ko) 2015-03-24 2023-06-22 코닝 인코포레이티드 디스플레이 유리 조성물의 레이저 절단 및 가공
JP2018516215A (ja) 2015-03-27 2018-06-21 コーニング インコーポレイテッド 気体透過性窓、および、その製造方法
JP6654813B2 (ja) * 2015-06-02 2020-02-26 川崎重工業株式会社 面取り加工装置および面取り加工方法
US10384306B1 (en) 2015-06-10 2019-08-20 Seagate Technology Llc Laser cutting array with multiple laser source arrangement
US9651426B2 (en) * 2015-06-30 2017-05-16 Agilent Technologies, Inc. Light source with controllable linear polarization
WO2017011296A1 (en) 2015-07-10 2017-01-19 Corning Incorporated Methods of continuous fabrication of holes in flexible substrate sheets and products relating to the same
DE102015111490A1 (de) * 2015-07-15 2017-01-19 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum lasergestützten Abtrennen eines Teilstücks von einem flächigen Glaselement
CN104959736A (zh) * 2015-07-23 2015-10-07 深圳英诺激光科技有限公司 一种激光成丝加工微孔的装置及方法
US10184835B2 (en) * 2015-09-23 2019-01-22 Agilent Technologies, Inc. High dynamic range infrared imaging spectroscopy
KR102440115B1 (ko) * 2015-11-13 2022-09-05 삼성디스플레이 주식회사 엑시머 레이저 어닐링 방법
DE102016000184A1 (de) * 2016-01-11 2017-07-27 Zwiesel Kristallglas Ag Laserfilamentieren
US10494290B2 (en) 2016-01-14 2019-12-03 Corning Incorporated Dual-airy-beam systems and methods for processing glass substrates
US11123822B2 (en) * 2016-03-31 2021-09-21 AGC Inc. Manufacturing method for glass substrate, method for forming hole in glass substrate, and apparatus for forming hole in glass substrate
JP2018016525A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性材料基板のレーザー加工方法およびレーザー加工装置
KR102423775B1 (ko) 2016-08-30 2022-07-22 코닝 인코포레이티드 투명 재료의 레이저 가공
JP2018051764A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 エスアイアイ・プリンテック株式会社 噴射孔プレートの製造方法
KR102078294B1 (ko) 2016-09-30 2020-02-17 코닝 인코포레이티드 비-축대칭 빔 스폿을 이용하여 투명 워크피스를 레이저 가공하기 위한 기기 및 방법
EP3848333A1 (en) 2016-10-24 2021-07-14 Corning Incorporated Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates
US10752534B2 (en) 2016-11-01 2020-08-25 Corning Incorporated Apparatuses and methods for laser processing laminate workpiece stacks
CN106392341B (zh) * 2016-11-07 2019-06-11 武汉华工激光工程有限责任公司 一种脆性材料打孔方法
US10554961B2 (en) * 2016-11-08 2020-02-04 Kevin Vora Three-dimensional volumetric display using photoluminescent materials
CN106425128B (zh) * 2016-11-21 2019-02-01 北京工业大学 利用飞秒激光成丝制备毫米级深孔的方法
US10688599B2 (en) 2017-02-09 2020-06-23 Corning Incorporated Apparatus and methods for laser processing transparent workpieces using phase shifted focal lines
JP2020513118A (ja) 2017-04-12 2020-04-30 サン−ゴバン グラス フランス エレクトロクロミック構造およびエレクトロクロミック構造の分離方法
US10626040B2 (en) 2017-06-15 2020-04-21 Corning Incorporated Articles capable of individual singulation
DE102018109820A1 (de) * 2018-04-24 2019-10-24 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glashohlkörperprodukten sowie Glashohlkörperprodukte und deren Verwendung
CN112119201B (zh) * 2018-05-24 2024-02-27 贝克休斯控股有限责任公司 包括激光蚀刻基板的换能器
JP6740299B2 (ja) * 2018-08-24 2020-08-12 ファナック株式会社 加工条件調整装置及び機械学習装置
CN109693032A (zh) * 2019-02-27 2019-04-30 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光切割方法和装置
CN110208813A (zh) * 2019-05-28 2019-09-06 西北工业大学 一种通过改变声波信号波长识别目标的方法
CN114096488A (zh) 2019-07-16 2022-02-25 日东电工株式会社 复合材料的分断方法
KR20210009720A (ko) * 2019-07-17 2021-01-27 주식회사 레이저모션테크 레이저 드릴링 장치
CN114667197A (zh) * 2019-08-30 2022-06-24 康宁股份有限公司 在通过加热减小应力的辅助下用于在脆性材料中形成孔的方法和装置
CN111822886B (zh) * 2020-06-11 2022-11-22 华东师范大学重庆研究院 一种微流控芯片微通道的多焦点超快激光制备装置及方法
TWI744135B (zh) * 2020-12-15 2021-10-21 鈦昇科技股份有限公司 貫通孔的多焦點雷射形成方法
CN114535781B (zh) * 2022-02-25 2024-04-09 江苏大学 一种特殊结构钻头背向增强激光加工透明材料的方法及装置
CN117169792A (zh) * 2023-08-30 2023-12-05 华中科技大学 一种基于磁纳米粒子磁化响应的透射式高分辨率成像方法
CN117086683B (zh) * 2023-10-19 2024-01-05 山东滨州鲁丰不锈钢制品有限公司 一种金属构件加工的切削机床减小噪声方法
CN117548856A (zh) * 2024-01-12 2024-02-13 中国核动力研究设计院 一种激光切割工艺

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5089735A (ko) 1973-12-17 1975-07-18
JPS5271092A (en) 1975-12-09 1977-06-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Transporting and loading method of cargos
US5107510A (en) 1989-09-29 1992-04-21 Seguin Herb J J Apparatus and method for burst-mode operation of a pulsed laser
US6183064B1 (en) * 1995-08-28 2001-02-06 Lexmark International, Inc. Method for singulating and attaching nozzle plates to printheads
JP2724993B2 (ja) 1995-08-31 1998-03-09 株式会社小松製作所 レーザ加工装置およびレーザ装置
JP3352934B2 (ja) * 1998-01-21 2002-12-03 理化学研究所 高強度超短パルスレーザー加工方法およびその装置
US6407360B1 (en) 1998-08-26 2002-06-18 Samsung Electronics, Co., Ltd. Laser cutting apparatus and method
US6259058B1 (en) * 1998-12-01 2001-07-10 Accudyne Display And Semiconductor Systems, Inc. Apparatus for separating non-metallic substrates
US6552301B2 (en) 2000-01-25 2003-04-22 Peter R. Herman Burst-ultrafast laser machining method
CA2332154C (en) 2000-01-25 2009-09-15 Peter R. Herman Burst-ultrafast laser machining method
US6417485B1 (en) 2000-05-30 2002-07-09 Igor Troitski Method and laser system controlling breakdown process development and space structure of laser radiation for production of high quality laser-induced damage images
SG108262A1 (en) 2001-07-06 2005-01-28 Inst Data Storage Method and apparatus for cutting a multi-layer substrate by dual laser irradiation
JP2003036550A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Funai Electric Co Ltd 光ディスク再生装置及び光ディスク用トラッキングサーボ機構
US6664498B2 (en) * 2001-12-04 2003-12-16 General Atomics Method and apparatus for increasing the material removal rate in laser machining
ATE534142T1 (de) 2002-03-12 2011-12-15 Hamamatsu Photonics Kk Verfahren zum auftrennen eines substrats
DE10213044B3 (de) 2002-03-22 2004-01-29 Freie Universität Berlin, Körperschaft des öffentlichen Rechts Verfahren zur Materialbearbeitung und/oder Materialanalyse mit Lasern
US6787732B1 (en) * 2002-04-02 2004-09-07 Seagate Technology Llc Method for laser-scribing brittle substrates and apparatus therefor
CA2428187C (en) 2002-05-08 2012-10-02 National Research Council Of Canada Method of fabricating sub-micron structures in transparent dielectric materials
US20040017428A1 (en) * 2002-07-25 2004-01-29 John Cronin Method of using a sacrificial layer to create smooth exit holes using a laser drilling system
JP2005028438A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ光線を利用する加工装置
EP2324950B1 (en) 2003-07-18 2013-11-06 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor substrate to be cut with treated and minute cavity region, and method of cutting such substrate
US7060933B2 (en) 2004-06-08 2006-06-13 Igor Troitski Method and laser system for production of laser-induced images inside and on the surface of transparent material
US7211184B2 (en) 2004-08-04 2007-05-01 Ast Management Inc. Capillary electrophoresis devices
US7259106B2 (en) * 2004-09-10 2007-08-21 Versatilis Llc Method of making a microelectronic and/or optoelectronic circuitry sheet
JP4692717B2 (ja) 2004-11-02 2011-06-01 澁谷工業株式会社 脆性材料の割断装置
US7303977B2 (en) 2004-11-10 2007-12-04 Intel Corporation Laser micromachining method
US20060207976A1 (en) 2005-01-21 2006-09-21 Bovatsek James M Laser material micromachining with green femtosecond pulses
JP2006239718A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Kyoto Univ ナノ空孔周期配列体の作製方法及びその装置
JP2006305803A (ja) 2005-04-27 2006-11-09 Japan Drilling Co Ltd 岩石又はコンクリートの加工方法及びその装置
DE102005039833A1 (de) 2005-08-22 2007-03-01 Rowiak Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Materialtrennung mit Laserpulsen
DE102006042280A1 (de) 2005-09-08 2007-06-06 IMRA America, Inc., Ann Arbor Bearbeitung von transparentem Material mit einem Ultrakurzpuls-Laser
US9138913B2 (en) * 2005-09-08 2015-09-22 Imra America, Inc. Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
US7741716B1 (en) * 2005-11-08 2010-06-22 Altera Corporation Integrated circuit bond pad structures
WO2007087354A2 (en) 2006-01-24 2007-08-02 Baer Stephen C Cleaving wafers from silicon crystals
JP2007307599A (ja) * 2006-05-20 2007-11-29 Sumitomo Electric Ind Ltd スルーホール成形体およびレーザー加工方法
US8624157B2 (en) 2006-05-25 2014-01-07 Electro Scientific Industries, Inc. Ultrashort laser pulse wafer scribing
US20070298529A1 (en) 2006-05-31 2007-12-27 Toyoda Gosei, Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and method for separating semiconductor light-emitting devices
WO2008035770A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 Osaka University Substance joining method, substance joining device, joined body, and its manufacturing method
CN101663125B (zh) * 2007-04-05 2012-11-28 查目工程股份有限公司 激光加工方法及切割方法以及具有多层基板的结构体的分割方法
CN101291041A (zh) * 2008-06-04 2008-10-22 中国科学院上海光学精密机械研究所 飞秒激光脉冲空气中快速成丝的方法
CN102318451B (zh) * 2008-12-13 2013-11-06 万佳雷射有限公司 用于激光加工相对窄和相对宽的结构的方法和设备
JP5271092B2 (ja) 2009-01-09 2013-08-21 エヌイーシーコンピュータテクノ株式会社 電気機器
US20120234807A1 (en) * 2009-12-07 2012-09-20 J.P. Sercel Associates Inc. Laser scribing with extended depth affectation into a workplace
MY184075A (en) * 2010-07-12 2021-03-17 Rofin Sinar Tech Inc Method of material processing by laser filamentation
JP5089735B2 (ja) 2010-07-15 2012-12-05 株式会社レーザーシステム レーザ加工装置
US8933367B2 (en) 2011-02-09 2015-01-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Laser processing method
JP2012170955A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd パターン形成方法
US8842358B2 (en) 2012-08-01 2014-09-23 Gentex Corporation Apparatus, method, and process with laser induced channel edge
CN102785031B (zh) * 2012-08-15 2015-04-01 武汉隽龙科技有限公司 一种利用超短脉冲激光的透明材料切割方法及切割装置
US20140079570A1 (en) 2012-09-17 2014-03-20 GM Global Technology Operations LLC Launch torus torque converter
DE102012110971A1 (de) 2012-11-14 2014-05-15 Schott Ag Trennen von transparenten Werkstücken
WO2014079478A1 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Light In Light Srl High speed laser processing of transparent materials
US9701564B2 (en) 2013-01-15 2017-07-11 Corning Incorporated Systems and methods of glass cutting by inducing pulsed laser perforations into glass articles
EP2754524B1 (de) 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
JP6208430B2 (ja) 2013-01-25 2017-10-04 株式会社ディスコ レーザー加工方法
KR20150110707A (ko) 2013-02-04 2015-10-02 뉴포트 코포레이션 투명 및 반투명 기재의 레이저 절단 방법 및 장치
WO2014134470A1 (en) 2013-02-28 2014-09-04 Ipg Photonics Corporation Laser system and method for processing sapphire
JP6062287B2 (ja) 2013-03-01 2017-01-18 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP2016520501A (ja) 2013-03-15 2016-07-14 キネストラル テクノロジーズ，インク． レーザ切断強化ガラス
EP2781296B1 (de) 2013-03-21 2020-10-21 Corning Laser Technologies GmbH Vorrichtung und verfahren zum ausschneiden von konturen aus flächigen substraten mittels laser
WO2014161534A2 (de) 2013-04-04 2014-10-09 Lpkf Laser & Electronics Ag Verfahren und vorrichtung zum einbringen von durchbrechungen in ein substrat sowie ein derart hergestelltes substrat
KR101857336B1 (ko) 2013-04-04 2018-05-11 엘피케이에프 레이저 앤드 일렉트로닉스 악티엔게젤샤프트 기판을 분리시키기 위한 방법 및 장치
US9102007B2 (en) 2013-08-02 2015-08-11 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for performing laser filamentation within transparent materials
US9102011B2 (en) 2013-08-02 2015-08-11 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for non-ablative, photoacoustic compression machining in transparent materials using filamentation by burst ultrafast laser pulses
DE102013223637B4 (de) 2013-11-20 2018-02-01 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Behandeln eines lasertransparenten Substrats zum anschließenden Trennen des Substrats
US20150166393A1 (en) 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser cutting of ion-exchangeable glass substrates
US20160311717A1 (en) 2013-12-17 2016-10-27 Corning Incorporated 3-d forming of glass
US9815730B2 (en) 2013-12-17 2017-11-14 Corning Incorporated Processing 3D shaped transparent brittle substrate
CN107074611A (zh) 2014-07-11 2017-08-18 康宁股份有限公司 通过将脉冲激光穿孔诱导到玻璃制品中进行玻璃切割的系统以及方法
CN208586209U (zh) 2014-07-14 2019-03-08 康宁股份有限公司 一种用于在工件中形成限定轮廓的多个缺陷的系统
EP3221727B1 (de) 2014-11-19 2021-03-17 Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH System zur asymmetrischen optischen strahlformung
DE102014116958B9 (de) 2014-11-19 2017-10-05 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optisches System zur Strahlformung eines Laserstrahls, Laserbearbeitungsanlage, Verfahren zur Materialbearbeitung und Verwenden einer gemeinsamen langgezogenen Fokuszone zur Lasermaterialbearbeitung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018187683A (ja) 2018-11-29
EP3292941B1 (en) 2020-10-21
EP2837462A2 (en) 2015-02-18
US20150034612A1 (en) 2015-02-05
TWI584906B (zh) 2017-06-01
JP2015030039A (ja) 2015-02-16
EP3292941A1 (en) 2018-03-14
MY168398A (en) 2018-10-31
CN108453371A (zh) 2018-08-28
US9102011B2 (en) 2015-08-11
US10376986B2 (en) 2019-08-13
EP2837462B1 (en) 2018-03-14
CN108453371B (zh) 2021-03-23
CN104339083B (zh) 2018-04-13
TWI674164B (zh) 2019-10-11
TW201729935A (zh) 2017-09-01
HK1202093A1 (en) 2015-09-18
KR20150016168A (ko) 2015-02-11
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